Forskning i akustisk undervandstransducer i ubådskommunikation

  Submarine intelligent inkluderer akustisk undervandskommunikation, En af de tekniske vanskeligheder for at overvinde den intelligente til vedligeholdelse af undersøiske rørledninger er, hvordan man realiserer intelligentens undervandskommunikationssystem for at fuldføre fjernbetjeningen af ​​platformen. På grund af det særlige ved havmiljøet er akustisk trådløs kommunikation under vandet vedtaget. Det akustiske undervandskommunikationssystem er forskelligt fra det traditionelle trådløse kommunikationssystem, og det skal transmittere information gennem en meget speciel akustisk undervandskanal, det vil sige gennem havvandsmediet. Havvandsmediet er ekstremt komplekst og variabelt. Absorptionen af ​​lydenergi og udvidelsen af ​​bølgefronten af ​​mediet under udbredelsesprocessen fører til dæmpning af signalet; spredning og refleksion af lydbølger ved havoverfladen og havbunden fører til flervejsfænomener; og ujævnheden af piezokeramisk cylinder keramisk transducer . Og der er meget interferensstøj under vandet, hvilket vil gøre det akustiske undervandssignal forvrænget. Hovedarbejdet i dette papir afslutter forskningen og udvælgelsen af ​​akustiske undervandstransducere, som spiller en vigtig rolle i kommunikationsprocessen, og bestemmer undervandstransmissionsfrekvensen af ​​signalerne gennem vandtesteksperimenter.

De ultralyd cylinder keramisk transducer er en enhed, der realiserer gensidig konvertering af elektroakustisk energi, og kan klassificeres i en sender og en modtager (eller en hydrofon) i henhold til brugen. Det intelligente kommunikationssignalflow er vist. Hovedforskningen i dette kommunikationssystem er at udstede kommandodata fra moderskibet eller platformens computerdriftsgrænseflade og konvertere det digitale signal til analogt signal via modem og sende det til den akustiske undervandstransducer gennem effektforstærkningsmatchningskredsløbet for at konvertere det til et akustisk signal. Som en vigtig forskningsretning inden for ingeniørvandakustik er akustiske undervandstransducere og deres arrays den omfattende brug af flere discipliner, der involverer hydroakustik, fysik, elektronik, mekanik, materialevidenskab og endda kemi. Dets forskning giver en vigtig teknisk garanti for pålidelig transmission og udveksling af undervandsinformation.

Vigtigste præstationsparametre for den akustiske undervandstransducer

De vigtigste præstationsparametre for den akustiske undervandstransducer, der tages i betragtning ved udvælgelsen af ​​den akustiske undervandstransducer (1) Transducerens driftsfrekvens vælges i henhold til sonarligningen under visse forhold og andre vigtige præstationer. Indikatorer såsom retningsbestemmelse, transmitteret lydstyrke og modtagefølsomhed varierer med frekvensen. For senderen drives den generelt ved resonansgrundfrekvensen for at opnå høj effekttransmission og højeffektivitetskarakteristika. For hydrofoner forventes det at fungere i et frekvensbånd med en flad modtagerespons.

Båndbredde Δf og mekanisk kvalitetsfaktor Qm

Båndbredden Δf af piezokeramiske materialer har følgende forhold til kvalitetsfaktoren Qm: 1Qm = Δff0, hvor f0 er den mekaniske resonansfrekvens. Kvalitetsfaktoren Qm er relateret til transducerens materiale, strukturelle størrelse, mekaniske tab og strålingsmodstand. Jo større mekanisk tab og strålingsmodstand og jo mindre den ækvivalente masse nær resonansfrekvensen er, jo lavere Qm og jo bredere båndbredde.

Emissionsspændingsrespons:

Spændingsresponsen Sv af piezocylinderrør er en vigtig parameter til at måle ydeevnen af ​​lydsystemet, der udstråler lydbølgeenergi i vandet. Det er defineret ved en bestemt frekvens, den transmitterende transducer (eller transducer-array) er væk fra den specificerede retning (lydaksens retning). Forholdet mellem det frie felts lydtryk Pf produceret ved den effektive akustiske centerreferenceafstand og excitationsspændingen rms V ved transducerens indgang.Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) referenceafstand d0=1m, decibelen for Sv udtrykkes som emissionsspændingsresponsniveauet: SvL=20Sv)lgSv(refdBSv)lgSv(refdBSv)lgSv (Sv)ref=1μPa· m/v. Transduceren har andre funktioner, såsom retningsbestemmelse.

Undervandslydtransducer, Efter undersøgelse og udvælgelse bruges den undervands akustiske emissionstransducer i vandtesteksperimentet. Det er en cylindrisk piezoelektrisk keramisk transducer udviklet af Institute of Hydroacoustics, Piezoelektriske keramiske transducere er en type transducer, der er meget udbredt inden for undervandsakustik. De er hovedfordelene (1), når den er i sendetilstand, kan den bruges som en stærk effektradiator, og dens elektroakustiske effektivitet er også høj, den er omkring 30-70%;Når den bruges i modtagetilstanden som modtager, har den en højere modtagefølsomhed af Pzt piezokeramiske cylinderrør, omkring 100 til mikrovolts / Pa; (3) den kan bruges som en transducer af forskellige former, såsom en sammensat stangtype, søjle- og kugletransducere. Det har egenskaberne ved simpel struktur og stabil arbejdsydelse. Sekvensen producerer den resulterende tidsfejl mellem de to afbrydelser. Start derefter sløjfetællingen, det vil sige num plus 1, når num lægges til 20, hvilket vil generere 1s interrupt, start derefter num clear og anden enhed plus 1, og begynd derefter at bedømme sekundet, minut, om programmet skal bæres eller slettes.